CN1690236A - 压电晶体振荡器外壳用锌白铜带及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种压电晶体振荡器外壳用锌白铜带，该铜合金材料是在纯铜中加入镍元素和锌元素，该铜合金材料的主要化学成分如下：Cu：62.0－66.0％；Ni：16.5－19.5％；Zn：余量。其制造工艺流程为：原料验收→配料→熔化→取样分析(调整成分)→转入保温炉→取样分析(调整成分)→水平连铸→打卷→铣面→冷开坯轧制→剪边→中间退火→冷中轧→中间退火→精轧→成品退火→分切→成品质量检验→包装入库。本发明要解决现有锌白铜带材料的抗拉强度不高，尺寸公差较大而且表面光洁度不佳的技术问题，提供一种新的压电晶体振荡器外壳用锌白铜带及其制造方法，而且提高了产品的屏蔽性能和抗腐蚀性能。
Description
【技术领域】
本发明涉及锌白铜材料，特别是一种压电晶体振荡器外壳用锌白铜带及其制造方法。
【背景技术】
锌白铜是一种含镍和锌的铜合金材料，该合金具有美丽的银白色，材料性能优异。锌白铜带通常用于接插件、光学仪器、照相机零件、服饰、镀银底板、蚀刻基极、餐具、铭牌、收音机刻度盘、金属构件、铆钉、螺钉、桁架线、拉链、中空件和芯棒样板等。
通讯器件中压电晶体振荡器外壳大部分是用锌白铜带冲制而成，现有的锌白铜带的主要技术指标如下：
| 化学成分 | Cu：62.0-65.0％Ni：13.5-16.0％Zn：余量 | |
| 机械性能 | 抗拉强度 | ≥340MP |
| 尺寸公差 | 0.23±0.015 | |
| 表面光洁度 | ≤Ra0.4μm | |
由于所用锌白铜带材料的抗拉强度不高，尺寸公差较大而且表面光洁度不佳，所制成的压电晶体振荡器外壳的性能也会受到较大的影响。而且材料的屏蔽性能和抗腐蚀性能也有待提高。
【发明内容】
本发明要解决现有锌白铜带材料的抗拉强度不高，尺寸公差较大而且表面光洁度不佳的技术问题，提供一种新的压电晶体振荡器外壳用锌白铜带及其制造方法。
为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：
一种压电晶体振荡器外壳用锌白铜带，该铜合金材料是在纯铜中加入镍元素和锌元素，其特征是该铜合金材料的主要化学成分如下：
Cu：62.0-66.0％；
Ni：16.5-19.5％；
Zn：余量。
优选方案为：
Cu：63.0％；
Ni：17.0％；
Zn：余量。
其制造工艺流程为：原料验收---→配料---→熔化---→取样分析(调整成分)---→转入保温炉---→取样分析(调整成分)---→水平连铸---→打卷---→铣面---→冷开坯轧制---→剪边---→中间退火---→冷中轧---→中间退火---→精轧---→成品退火---→分切---→成品质量检验---→包装入库。
【具体实施方式】
考虑到锌白铜带冷加工性能优、热加工性能差，并且产量不大以及现有生产设备状况，因此采用水平连铸出长带坯，再经铣面、冷开坯、中间退火、冷精轧、成品退火及成品分剪。
其工艺流程如下：
原料验收---→配料---→熔化---→取样分析(调整成分)---→转入保温炉---→取样分析(调整成分)---→水平连铸---→打卷---→铣面---→冷开坯轧制---→剪边---→中间退火---→冷中轧---→中间退火---→精轧---→成品退火---→分切---→成品质量检验---→包装入库。
1.熔铸生产工艺
在刚开始时为排除杂质影响迅速找到最佳工艺参数采用全新料生产配方。即按Cu：62.0-66.0％；Ni：16.5-19.5％；Zn：余量，进行配料。采用镁、锰作脱氧除气用。
原料先在300千克有芯工频感应熔炼炉内熔化，干燥木炭复盖以防氧化吸气。转炉前捞去表面浮渣，取样分析后加入镁锰进行除气脱氧。成分符合要求时转炉，转炉温度1180~1280℃。铜液经流槽转入有芯工频感应保温炉，保温炉实际容量为1.5吨，保温炉可使铜液液位和温度保持稳定，有利铸造的正常进行。转炉后再加入镁锰脱氧除气并捞去浮渣同时取样分析，以确保化学成分合格。同时及时加入干燥木炭进行覆盖，以防吸气氧化。
铸造采用的结晶器由钢套、铜套、石墨片组成，内通冷却水。铸造温度1160~1200℃，采用拉2~3秒、停4~6秒、控制带坯出口温度360~420℃的铸造方式。铸出带坯截面积16×330mm，带坯经液压弯曲后卷取成带卷，卷坯内径550~600mm、卷长在50~56米，卷重2.3~2.56吨。带坯表面光滑，无裂边、无凹坑，液穴线平坦、均匀。宏观金相分析：铸造组织致密，无疏松、无气孔、无夹渣、无冷隔等缺陷。
2.带坯铣面工艺
经水平连铸生产线铸出带坯后进行铣面，以除去表面的氧化层等缺陷。铸出带坯在铣面机每面铣去0.5~0.6mm深，铣面后的带坯，表面无黑斑、凹坑、气孔、夹渣等铸造缺陷，以及铣面造成的粘、断屑等缺陷。铣面后带坯厚度14.8~15.2mm。
3.粗轧工艺
由于锌白铜带冷加工性能优良，所以采用直接冷开坯轧制的方法进行开坯。在二/四辊可逆式冷轧机进行铸造带坯的粗轧，通常经9道次轧制成2.0~2.4-0.05mm厚的带卷。
4.粗轧退火工艺
铸造带坯冷轧加工率高达83％以上后，继续轧制金属变形抗力大，塑性低易碎边，因此必须进行再结晶退火以恢复金属的塑性、降低其变形抗力。粗轧退火采取钟罩式光亮退火炉，该炉内有强对流的保护气体，可使带卷升温迅速、卷内外性能均匀，并避免氧化，退火600~640℃、保温4~6小时，然后风冷/水冷后出炉。退火后的带坯经金相分析和机械性能测试表明已恢复了塑性，达到了中间退火的目的。
5.冷中轧工艺
冷中轧工序仍在二/四辊可逆式冷轧机上进行，冷中轧厚度依成品的厚度、状态不同而不同。通常控制在0.5~0.8mm之间。
6.剪边
由于带坯边部未经铣面，经粗轧和中轧后的带坯边部已有肉眼可见的碎边现象，必须及时进行剪边，以免进一步加工时碎边向中间发展造成断带事故。剪边在纵剪机上进行，每边剪去约8~12mm。
7.中间退火工艺
在钟罩式光亮退火炉内进行退火时，发现带卷容易粘连引起表面白丝、白斑等缺陷，经多次摸索找到了解决粘连的方法：退火前最后一道采用小张力轧制，以减轻带卷层与层间张力；在钟罩炉内退火时适当降低退火温度、延长保温时间。从而确保了钟罩炉内带材的退火质量。
8.成品精轧工艺
由于用户对压电晶体振荡器外壳用锌白铜带的厚度精度要求很高，如0.23mm带材的厚度要求偏差±0.005mm，高于国家标准高精度带的尺寸偏差要求。二/四辊可逆式冷轧机轧制精度完全能满足材料厚度的精度要求。压电晶体振荡器外壳用锌白铜带的精轧冷加工率依用户成品的状态不同，控制在30~60％间。
9.成品退火工艺
根据压电晶体振荡器外壳用锌白铜带退火温度高、退火时间长、易粘结的特点。我们将轧制后的铜带分成8小卷再退火，这样卷取张力得到了减小，体积也大为减小，退火时容易做到内外均匀、性能一致。同时适当降低退火温度延长退火时间，满足了用户对性能均匀、表面光洁度高的质量要求。
10.成品检验、剪切及包装
带材分条剪切我们安排在纵剪机上进行。为防划伤，采用每次清洁帆布压板、用玻璃管分隔，对窄薄带采用打包机捆扎，防止松卷对软态铜带表面的划伤。
在剪切工序处安排专人取样做机械性能试验，并对铜带表面质量和几何尺寸偏差进行及时的监督把关，防止不合格品出厂。
包装采用中性纸和塑料薄膜，并用专用木箱。防止贮存运输中的磕碰擦伤和氧化变色。
本发明的产品的主要技术指标如下：
| 实施例1 | 本发明 | 本发明 | ||
| 化学成分 | Cu：62.0％Ni：19.5％Zn：余量 | Cu：66.0％Ni：16.5Zn：余量 | Cu：63.0％Ni：17.0％Zn：余量 | |
| 机械性能 | 抗拉强度 | 400MP | 450MP | 450MP |
| 尺寸公差 | 0.23±0.005 | 0.23±0.005 | 0.23±0.005 | |
| 表面光洁度 | Ra0.3μm | Ra0.25μm | Ra0.2μm | |
该合金是在纯铜中加入镍元素和锌元素，镍元素的加入使合金具有银白色的外观，通过增加镍元素的含量，提高了合金材料的屏蔽性能和耐腐蚀性能，满足了压电晶体振荡器的要求。
本发明的制造方法与现有技术相比的优点是：
1、锌白铜以前是用铁模进行浇铸，铸锭短，卷重小，带材长度短，带材性能的均匀性、尺寸公差的一致性均达不到用户的要求，不能适应连续冲制的需要，现在通过水平连铸锌白铜铸坯，铸锭长，卷重大，成品带材的长度长，带材性能的均匀性、尺寸公差的一致性均得到了保证，完全满足连续高速冲制的需要。
2、对带材机械性能的进行严格控制，使之满足深冲的需要；因为该铜带用于深冲，如果性能硬，则冲制时开裂；如果性能太软，则冲制后制品表面产生“桔皮”现象，不能满足冲制后零件表面光洁的要求。
3、采用成品小卷退火的工艺，减小了卷取张力，解决了成品退火时铜带表面粘结问题。
4、该合金材料是α单相组织，成品采用钟罩炉退火处理，使合金的晶粒度大小均匀，提高了材料的深冲性能。
5、成品轧制时，采用经抛光处理的轧辊，使合金材料的表面粗糙度小于0.30μm，满足了压电晶体振荡器外壳用材料高光洁度的要求。
Claims (3)
1、一种压电晶体振荡器外壳用锌白铜带，该铜合金材料是在纯铜中加入镍元素和锌元素，其特征是该铜合金材料的主要化学成分如下：
Cu：62.0-66.0％；
Ni：16.5-19.5％；
Zn：余量。
2、根据权利要求1所述的压电晶体振荡器外壳用锌白铜带，其特征是该铜合金材料的主要化学成分如下：
Cu：63.0％；
Ni：17.0％；
Zn：余量。
3、根据权利要求1或2所述的压电晶体振荡器外壳用锌白铜带，其制造工艺流程为：原料验收---→配料---→熔化---→取样分析(调整成分)---→转入保温炉---→取样分析(调整成分)---→水平连铸---→打卷---→铣面---→冷开坯轧制---→剪边---→中间退火---→冷中轧---→中间退火---→精轧---→成品退火---→分切---→成品质量检验---→包装入库。
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